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硬碟概念:扇區,磁軌,磁頭,柱面,簇

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1.基本概念:

磁頭:磁頭是硬碟中對碟片進行讀寫工作的工具,是硬碟中最精密的部位之一。硬碟的磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的,最初的磁頭是讀寫合一的,通過電流變化去感應訊號的幅度。

磁軌:當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的資訊便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。

扇區:磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區

柱面:硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌,並從外緣的“0”開始編號,具有相同編號的磁軌形成一個圓柱,稱之為磁碟的柱面。

簇:“簇”是 DOS 進行分配的最小單位。當建立一個很小的檔案時,如是一個位元組,則它在磁碟上並不是只佔一個位元組的空間,而是佔有整個一簇。DOS 視不同的儲存介質(如軟盤,硬碟),不同容量的硬碟,簇的大小也不一樣。簇的大小可在稱為磁碟引數塊(BPB)中獲取。簇的概念僅適用於資料區。

碟片被分成許多扇形的區域,每個區域叫一個扇區,每個扇區可儲存 128×2的 N 次方(N = 0.1.2.3)位元組資訊。在 DOS 中每扇區是 128×2 的 2 次方=512 位元組,碟片表面上以碟片中心為圓心,不同半徑的同心圓稱為磁軌。硬碟中,不同碟片相同半徑的磁軌所組成的圓柱稱為柱面。磁軌與柱面都是表示不同半徑的圓,磁碟的柱面數與一個盤面上的磁軌數是相等的,在許多場合,磁軌和柱面可以互換使用,我們知道,每個磁碟有兩個面,每個面都有一個磁頭,習慣用磁頭號來區分,盤面數等於總的磁頭數。扇區,磁軌(或柱面)和磁頭數構成了硬碟結構的基本引數,幫這些引數可以得到硬碟的容量,計算公式為:
儲存容量=磁頭數 × 磁軌(柱面)數 × 每道扇區數 × 每扇區位元組數

知道硬碟的 CHS,即 Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、可確定硬碟的容量了。

2.計算

扇區編號定義:由前面介紹可知,我們可以用柱面/磁頭/扇區來唯一定位磁碟上每一個區域,或是說柱面/磁頭/扇區與磁碟上每一個扇區有一一對應關係,通常 DOS 將“柱面/磁頭/扇區”這樣表示法稱為“絕對扇區”表示法。但 DOS 不能直接使用絕對扇區進行磁碟上的資訊管理,而是用所謂“相對扇區”或“DOS 扇區”。“相對扇區”只是一個數字,如柱面 140,磁頭 3,扇區 4 對應的相對扇區號為 2757。該數字與絕對扇區“柱面/磁頭/扇區”具有一一對應關係。當使用相對扇區編號時,DOS 是從柱面 0,磁頭 1,扇區 1 開始(注:柱面 0,磁頭 0,扇區 1 沒有 DOS 扇區編號,DOS下不能訪問,只能呼叫 BIOS 訪問),第一個 DOS 扇區編號為 0,該磁軌上剩餘的扇區編號為 1 到 16(設每磁軌 17 個扇區),然後是磁頭號為 2,柱面為 0的 17 個扇區,形成的 DOS 扇區號從 17 到 33。直到該柱面的所有磁頭。然後再移到柱面 1,磁頭 1,扇區 1 繼續進行 DOS 扇區的編號,即按扇區號,磁頭號,柱面號(磁軌號)增長的順序連續地分配 DOS 扇區號。

DH —第一個 DOS 扇區的磁頭號
DC —第一個 DOS 扇區的柱面號
DS —第一個 DOS 扇區的扇區號
NS —每磁軌扇區數
NH —磁碟總的磁頭數
則某扇區(柱面 C,磁頭 H,扇區 S)的相對扇區號 RS 為:
RS = NH×NS×(C - DC)+ NS×(H - DH)+(S - DS)
若已知 RS,DC,DH,DS,NS 和 NH 則:
S =(RS   MOD   NS)+ DS
H =((RS   DIV   NS)MOD   NH)+ DH
C =((RS   DIV   NS)DIV   NH)+ DC